SCADA là gì? đây là một cụm từ thường được dùng trong ngành tự động. Nhất là các tổ chức, công ty công nghiệp tự động lớn.
Danh mục
Khái niệm SCADA là gì
SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition. SCADA nghĩa là một hệ thống Điều khiến giám sát và thu thập dữ liệu. Đọc định nghĩa cũng có thể hình dung ra nó được dùng để làm gì trong công nghiệp.
Chức năng của SCADA trong công nghiệp:
- Kiểm soát quy trình tự động trong công nghiệp.
- Điều khiển, giám sát các thiết bị như: Cảm biến áp suất, Cảm biến nhiệt độ…thông qua giao diện HMI.
- Theo dõi, thu thập dữ liệu của thiết bị từ xa theo thời gian thực.
- Lưu lại các thông số, sự kiện…gọi chung là file logs.
Về phần SCADA thường có những câu hỏi như:
- SCADA là gì. Nó có quan trọng hay không trong hệ thống nhà máy tự động. ?
- Các thành phần của SCADA. Nó và PLC khác nhau như thế nào ?
- Cơ chế thu thập và xử lý dữ liệu như thế nào ?
Để trả lời các câu hỏi trên, ta cùng đi phân tích kĩ hơn về SCADA là gì.
Vai trò của SCADA trong công nghiệp.
Hệ thống SCADA rất rất quan trọng với các công ty công nghiệp. Chúng giúp người vận hành giám sát, duy trì và xử lý dữ liệu hiệu quả. Từ đó đưa ra các quyêt định chuẩn xác hơn, thông minh hơn, thời gian thực hơn. Giúp hệ thống vận hành an toàn, chuẩn xác giảm thời gian downtime bất ngờ.
Ví dụ: Trong một nhà máy có các dây chuyền tự động. Các thiết bị phức tạp, nhiều, và cần giám sát liên tục. Khi đó SCADA được sử dụng để thu thập dữ liệu từ cảm biến, thiết bị. Máy tính sẽ xử lý nhanh chóng, kịp thời. SCADA đã giúp đưa ra cảnh báo như: áp suất tăng/giảm…để người vận hành kịp thời xử lý. Nếu không có SCADA giám sát liên tục, chặt chẽ từng cảm biến, đường ống như vậy. Thử hỏi hậu quả sẽ như thế nào nếu đường ống bị rò rỉ khí gas chẳng hạn….
Các thành phần của hệ thống SCADA
Cấu trúc của một hệ thống SCADA có các thành phần cơ bản sau:
- Trạm thu thập dữ liệu trung gian: là các thiết bị input/ouput từ xa RTU (Remote Teminal Units). Hoặc các khối PLC có thể điều khiển các thiết bị chấp hành. Như: cảm biến, bộ chuyển đổi tín hiệu để đóng ngắt relay…
- Trạm điều khiển giám sát trung tâm: Là một hay nhiều máy chủ trung tâm.
- Hệ thống truyền thông: các thiết bị truyền thông, viễn thông…Có chức năng truyền dữ liệu từ các trạm trung gian về máy chủ.
- Giao diện HMI (Human Machine Interface): Là thiết bị hiển thị quá trình xử lý dữ liệu để người vận hành giám sát. Tham khảo thêm tại đây.
Kiến trúc cơ bản của hệ thống SCADA bao gồm PLC, các thiết bị điều khiển từ xa -RTU. PLC hay RTU cũng là các máy tính giao tiếp với các thiết bị trong nhà máy. Định tuyến truyền thông từ các thiết bị đó về máy tính có SCADA. hệ thống SCADA này thu thập, xử lý dữ liệu để hiển thị cho người vận hành biết những thông tin cần thiết.
Cơ chế thu thập và xử lý dữ liệu như thế nào
Thu thập dữ liệu trong SCADA
Quá trình thu thập được thực hiện ở các RTUs. Chúng quét thông tin từ các thiết bị chấp hành nối tới chúng. quá trình này được gọi là quét trong. Sau đó các máy chủ sẽ thực hiện thu thập từ các RTU này.
quá trình điều khiển, máy chủ sẽ gửi yêu cầu tới các RTU. Từ đó, RTU gửi tín hiệu điều khiển xuống các thiết bị chấp hành.
Xử lý dữ liệu trong SCADA
Có 3 kiểu dữ liệu được truyền trong SCADA: analog, digital, pulse (xung).
Giao diện cơ sở để vận hành là một giao diện GUI (Graphical User Interface).
Ưu điểm lớn nhất của SCADA là khả năng xử lý lỗi rất tốt khi hệ thống gặp sự cố. Khi có sự cố, SCADA có 2 hướng giải quyết như sau:
- Sử dụng dữ liệu được lưu trong RTUs. Các RTUs trong hệ thống SCADA có dung lượng lớn. Khi bình thường, hệ thống sẽ sao lưu và đồng bộ với RTUs. Do đó, khi xảy ra lỗi, dữ liệu ở RTUs có thể được dùng tạm để khắc phục khi hệ thống hoạt động bình thường.
- Sử dụng hệ thống dự phòng: Nguyên tắc thiết kế hệ thống là luôn có dự phòng, tối thiểu N+1. Một cái ở Active, một ở Standby.
Xu hướng phát triển SCADA
Đầu năm 2000, hầu hết các thiết bị input/output đều chuyển sang giao thức như Modbus…dựa trên chuẩn TCP/IP. Chuẩn Ethernet và TCP/IP là các chuẩn cơ bản được sử dụng để thay thế các chuẩn có từ lâu đời.
Theo Wonderware và công ty tự động hóa Rockwell thế hệ tiếp theo có thể là chuẩn OPC-UA. Vì có sự hỗ trợ của công nghệ thông tin do sử dụng ngôn ngữ XML (Extensible Markup Language). Các dịch vụ web và các công nghệ web hiện đại khác.
Phần mềm SCADA sử dụng sức manh của SQL. Một lợi thế lớn của việc kết hợp SCADA với SQL là nó dễ dàng để tích hợp vào hệ thống MES và ERP hiện có. Cho phép dữ liệu lưu thông liên tục thông qua toàn bộ tổ chức.
Trong bài viết đã chia sẽ những kiến thức cơ bản nhưng quan trọng của SCADA. Đã giải thích được SCADA là gì. Vai trò, cấu trúc, cách thức truyền thông, xu hướng phát triển của SCADA. Hy vọng các bạn share bài viết này.
Nguyễn Viết Thống
Phone/zalo: 0932 53 43 73
Skype:Thongnv22
Mail: Thongnv22@Bff-tech.com
Bài viết hay